Chemie derde graad tso



Dovnload 1.05 Mb.
Pagina14/17
Datum22.07.2016
Grootte1.05 Mb.
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   17

  1. Leerplandoelstellingen, leerinhouden en pedagogisch-didactische wenken

De gedrukte leerplandoelstellingen en leerinhouden gevolgd door een (U) behoren tot de uitbreidingsleerstof voor de keuze 3 u/week Toegepaste fysica. Het behoort tot de pedagogische vrijheid en verantwoordelijkheid van de leerkracht hieruit een didactisch verantwoorde keuze te maken en/of leerstofonderdelen uit de basisleerstof verder uit te diepen.

Minstens 20 lesuren van de beschikbare lestijden worden besteed aan practica, gespreid over de leerstof. Voor scholen die 3 u/week Toegepaste fysica aanbieden worden minstens 40 lestijden leerlingenpractica aanbevolen.



    1. Hydrodynamica

      1. Stroming in fluïda

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. De basisbegrippen fluïdum, stroomlijn, stationaire en turbulente stroming en ideaal fluïdum omschrijven.

    Het begrip fluïdum
    Stroomlijnen
    Stationaire en turbulente stroming
    Ideaal fluïdum

DIDACTISCHE WENKEN

Het concept stroomlijn kan ingeleid worden als de baan die een strohalmpje, dat we in een bergriviertje werpen, gaat volgen. Het is aangewezen het concept stroomlijn te visualiseren.



      1. De regel van Castelli

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. De continuïteitsvergelijking toelichten en toepassen.

    De continuïteitsvergelijking

DIDACTISCHE WENKEN

De regel van Castelli of de continuïteitsvergelijking is geldig bij een stationaire stroming van een onsamendrukbaar en ideaal fluïdum. In dat geval is het product van de doorsnede en de stroomsnelheid een constante. Evengoed kan men aangeven dat het volumedebiet qV onafhankelijk is van de doorsnede. De wiskundige afleiding is niet vereist.



      1. De vergelijking van Bernouilli

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. De verschillende elementen in de vergelijking van Bernouilli toelichten.

  2. Technische toepassingen en verschijnselen gebaseerd op de vergelijking van Bernouilli toelichten.

    De vergelijking van Bernouilli + rekenopdrachten in verband met de venturibuis
    Technische toepassingen van en verschijnselen gebaseerd op de vergelijking van Bernouilli

DIDACTISCHE WENKEN

Vooraleer over te gaan tot de formele beschrijving is het eventueel aangewezen via enkele eenvoudige verschijnselen de interesse op te wekken. Wanneer je tussen twee verticaal gehouden cursusbladen een luchtstroom blaast dan buigen die naar elkaar toe. Dit is voor een aantal leerlingen verrassend. Dit verschijnsel doet zich ook voor bij het douchegordijn of wanneer je op een rijweg nogal dicht een vrachtwagen kruist.


Wat betreft de rekenopdrachten is het aangewezen zich te beperken tot de venturibuis. Dit is een horizontale buis met een versmalling. Technische toepassingen die besproken kunnen worden zijn onder andere de venturimeter, de meetflens, de pitotbuis, de waterstraalpomp, de vaporisator, de bunsenbrander, ...
Verschijnselen die kunnen verklaard worden met de vergelijking van Bernouilli zijn bv. het lifteffect bij een vliegtuigvleugel, het optillen van een dak bij stormwind, een pingpongballetje in een verticale luchtstroom, de dynamische dwarskracht of het magnuseffect in balsporten zoals tennis, golf, voetbal, pingpong, ...

      1. Viscositeit

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. De begrippen laminaire stroming en viscositeit toelichten.

  1. De factoren die de wrijvingskracht op een bolvormig lichaam bepalen opsommen. (U)

Wet van Stokes (U)

  1. Met behulp van het Reynoldsgetal een laminaire van een turbulente stroming onderscheiden.

Dynamische en statische viscositeit
Laminaire en turbulente stroming: het getal van Reynolds

  1. Het S.A.E.-getal toelichten. (U)

Viscositeit en smering: S.A.E.-getal (U)

  1. De factoren in de wet van Poisseuille opsommen. (U)

    Stromingsweerstand en de wet van Poisseuille (U)

DIDACTISCHE WENKEN

Het begrip viscositeit kan eventueel vertaald worden als de “stroperigheid” van een vloeistof.


De link kan gelegd worden met olie. Olie is meer viskeus dan water. Daarenboven is de viscositeit afhankelijk van de temperatuur. De leerlingen weten waarschijnlijk wel dat warme olie gemakkelijker giet dan koude olie. De garagist zegt dat koude olie dikker is.
In het labo kan eventueel de viscositeit gemeten worden volgens het principe van de kogelvalviscosimeter. Via de uitloopsnelheid uit een vat kan de afhankelijkheid van de viscositeit aangetoond worden.

Mogelijke leerlingenpractica omtrent hydrodynamica vind je onder 4.8.



    1. Elektrodynamica

      1. Ladingen

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. Het bestaan van 2 soorten ladingen toelichten, hun onderlinge wisselwerking beschrijven en de eenheid van lading aangeven.

Soorten ladingen en hun atomaire oorsprong
Praktische toepassingen i.v.m. elektrostatische lading
Aantrekking en afstoting van geladen voorwerpen

  1. Geleiders, isolatoren en halfgeleiders van elkaar onderscheiden en toelichten vanuit het atoommodel.

    Geleiders, isolatoren en halfgeleiders

DIDACTISCHE WENKEN

Men zal enkele wrijvingsproefjes uitvoeren en verklaren: aantrekking van papiersnippers, afbuiging van een waterstraal, ... Eventueel kan hierbij gebruik worden gemaakt van de elektroscoop. Opladen door elektrische influentie kan dan ook worden aangetoond en besproken. Enkele dagdagelijkse verschijnselen en praktische toepassingen hieromtrent zijn o.a. vonkjes bij het uittrekken van een wollen trui, statische elektriciteit bij beeldschermen en auto’s, vliegas verwijderen in een schoorsteen van bv. een verbrandingsoven, gevaren bij het overgieten van licht ontvlambare vloeistoffen, gebruik van een poetsdoek, ... Bij de krachtwerking is het niet de bedoeling de wet van Coulomb kwantitatief te behandelen.


Het onderscheid tussen geleiders en isolatoren steunt op het vrij-elektron-model. Dit model is niet bruikbaar bij halfgeleiders. We maken gebruik van een 2-dimensionale voorstelling van het kristalrooster. Het is hier nog niet de bedoeling dat het energiebandenmodel geïntroduceerd wordt.

      1. Basisbegrippen in verband met de elektrische stroom

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. De grootheden elektrische stroomsterkte en spanning omschrijven en de eenheden aangeven.

    Stroom, stroomsterkte, spanning en spanningsbron

  1. Een eenvoudige elektrische schakeling met volt- en ampéremeter schematisch weergeven en de conventionele stroomzin aanduiden.

Schakelen van volt- en ampèremeter
Conventionele stroomzin

  1. Enkele toepassingen van elektrische stroom beschrijven.

Toepassingen uit de leefwereld

DIDACTISCHE WENKEN

Om zo concreet mogelijk de basisbegrippen i.v.m. een elektrische stroomkring aan te brengen gebruiken we bij voorkeur het vloeistof-stroommodel. Door middel van waarnemingsproeven met volt- en ampèremeter toont men de leerlingen hoe men stroom en spanning meet.


Hierbij kan het misconcept rond “stroomverbruik” worden weggewerkt. In deze context is het noodzakelijk te spreken van energiegebruik. Als toepassing uit de leefwereld kan de stroomkring bij een fiets, auto, ... (massasluiting) besproken worden.

      1. Elektrische weerstand

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. Bij een geleider in een gelijkstroomkring het verband tussen spanning, stroomsterkte en weerstand formuleren, grafisch voorstellen en toepassen.

  1. De relatie tussen de weerstand en de factoren die de waarde ervan bepalen in een formule weergeven en toepassen.

Wet van Pouillet

  1. De invloed van de temperatuur op de weerstand van een elektrische geleider toelichten en verklaren.

Invloed van de temperatuur op de weerstand van een elektrische geleider

DIDACTISCHE WENKEN

Indien we bij een elektrische geleider de stroom meten in functie van de spanning, dan bekomen we een rechte door de oorsprong. De constante verhouding I / U die daaruit volgt is de geleidbaarheid G, die in de eenheid Siemens (S) wordt uitgedrukt.


In de chemische praktijk maakt men bv. gebruik van conductometers om de geleidbaarheid van oplossingen te meten.
In alle andere omstandigheden gebruikt men echter de constante verhouding van de spanning over een schakelelement en de stroomsterkte erdoor, die men definieert als de weerstand van dit schakelelement. Trek er de aandacht op dat het woord weerstand dubbel gebruikt wordt nl. als grootheid en als schakelelement van energie. De wetten van Ohm en Pouillet kunnen als leerlingenpracticum behandeld worden. Bij de behandeling van de wet van Pouillet kan worden aangegeven dat de toevoerleidingen bij grote verbruikers bestaan uit dikke koperen geleiders. De temperatuurafhankelijkheid van weerstand en het daaruit volgend feit dat het I(U)-diagram geen rechte door de oorsprong meer is, kan ingeleid worden vanuit een meting met een lampje. In het leerlingenpracticum kan dit verschijnsel dan verder onderzocht worden.

Mogelijke leerlingenpractica omtrent elektrische weerstand vind je onder 4.8.



      1. Energie en vermogen bij een elektrische stroom

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. Het joule-effect toelichten.

    Joule-effect + eenheden: joule en kWh

  1. De warmteontwikkeling van een elektrische stroom verklaren en het elektrisch vermogen berekenen.

    Elektrisch vermogen + eenheid

  1. Enkele praktische toepassingen in verband met warmteontwikkeling en veiligheid toelichten.

    Toepassingen: elektrische verwarmingstoestellen, gloeilamp, smeltveiligheid.

DIDACTISCHE WENKEN

Een elektrisch toestel onttrekt elektrische energie aan een spanningsbron en zet deze energie om in een andere soort energie. Bevat een toestel enkel ohmse weerstand dan wordt de elektrische energie uitsluitend omgezet in warmte. Het tempo waarin dit gebeurt noemen we het vermogen d.w.z. de hoeveelheid energie die het toestel per seconde kan omzetten. Laat de leerlingen bijvoorbeeld uitrekenen hoeveel een avondje chatten kost. Eventueel kan het vermogen bepaald worden van een elektrisch toestel m.b.v. een kWh-teller. De energiekost van een gloeilamp kan vergeleken worden met die van een spaarlamp met zelfde lichtopbrengst. Dit kan onderzocht worden in een leerlingenpracticum.

Mogelijke leerlingenpractica omtrent het Joule-effect vind je onder 4.8.


      1. Schakelen van weerstanden

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. Bij serie- en parallelschakeling van weerstanden respectievelijk de spannings- en stroomwetten toepassen bij eenvoudige kringen.

    Serie- en parallelschakeling
    Stroom- en spanningsverdeling

  1. De vervangingsweerstand berekenen bij serie- en parallelschakeling.

Vervangingsweerstand

  1. Enkele gevaren en de overeenkomstige veiligheidsmaatregelen toelichten.

    Gevaren: overbelasting, kortsluiting
    Maatregelen: zekering, aarding, lekstroom-schakelaar

DIDACTISCHE WENKEN

De stroom- en spanningswetten worden experimenteel afgeleid. Het is niet de bedoeling hier de wetten van


Kirchhoff te gebruiken om stroom- en spanningsvergelijkingen op te stellen en op te lossen. De formules voor de vervangingsweerstand kunnen als leerlingenpracticum m.b.v. een ohmmeter worden geverifieerd.
De formules worden het best toegepast met een aantal eenvoudige kwalitatieve en kwantitatieve opdrachten.

Mogelijke leerlingenpractica omtrent schakelen van weerstanden vind je onder 4.8.



      1. Praktische toepassingen

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. De wheatstonebrug voor het meten van weerstanden gebruiken.

De wheatstonebrug

  1. De werking van een thermokoppel bij het meten van temperaturen toelichten.

Het thermokoppel

DIDACTISCHE WENKEN

Het is hier de bedoeling het principe van beide toepassingen aan te brengen. De concrete praktische toepassingen komen aan bod in TV Chemische Technologie.


Bij de brug van Wheatstone hoeft de afleiding niet gekend te zijn. De leerlingen onthouden enkel dat bij een brug in evenwicht de producten van de twee diametraal tegenover elkaar liggende weerstanden gelijk zijn. Het inoefenen hiervan kan in het leerlingenpracticum gebeuren via een draadbrug. In de praktijk wordt dit o.a. in een oventhermometer en in geleidbaarheidsmeters toegepast.
Wanneer er contact is tussen twee verschillende metalen ontstaat een contactspanning. Die contactspanning is temperatuurafhankelijk. Bij twee contacten op verschillende temperatuur resulteren de verschillenden contactspanningen in een zogenaamde thermospanning. Deze laatste is de basis voor het meten van temperaturen in bepaalde temperatuursensoren.

      1. Condensatoren

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. De bouw van een condensator toelichten.

Bouw van een condensator

  1. De factoren die het verloop van de oplaad- en ontlaadcurven beïnvloeden toelichten.

Opladen en ontladen van een condensator

  1. Het verband tussen capaciteit, opgestapelde lading en spanning over een condensator in een formule weergeven en toelichten.

Capaciteit + eenheid

  1. De verschillende factoren in de formule voor de capaciteit van een vlakke condensator toelichten.

Capaciteit van een vlakke condensator

  1. Enkele types condensatoren beschrijven. (U)

Soorten condensatoren (U)

  1. De substitutiecapaciteit bij het schakelen van condensatoren berekenen. (U)

Schakelen van condensatoren (U)

DIDACTISCHE WENKEN

Een condensator kan modelmatig worden voorgesteld als een “vat” dat we met ladingen kunnen vullen, zoals we een vat dat we van onderuit met water vullen. Hierbij komt de spanning van de bron overeen met de druk van de pomp en de spanning op de platen van de condensator met de hydrostatische druk van het water in het vat. Bij dit model is het verloop van de spanning over de condensator bij het opladen en het ontladen gemakkelijk in te zien.


De elektrostatische aantrekkingskracht tussen de tegengestelde ladingen op de twee platen houden die ladingen ter plaatse, terwijl de isolator ertussen ervoor zorgt dat ze elkaar niet kunnen neutraliseren. Via een meetinterface met bijhorende software kunnen de oplaad- en ontlaadcurven en de invloed van de capaciteit en de weerstand heel snel via demonstratieproeven aangetoond worden. Een toepassing van de vlakke condensator vinden we in een capacitieve niveaumeter. Hierbij wordt het vloeistofniveau gemeten via het principe van de capaciteit van een condensator. De tankwand is de ene plaat, een verticaal geplaatste elektrode de andere plaat en de inhoud van de tank is het diëlectricum. Naarmate het vloeistofniveau in de tank hoger staat hebben we zo een hogere capaciteit.

Mogelijke leerlingenpractica omtrent condensatoren vind je onder 4.8.



    1. Elektromagnetisme

      1. Permanente magneten

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. Magnetische verschijnselen toelichten met behulp van magneetpolen, magnetische krachtwerking, magnetisch veld en veldlijnen.

Magneetpolen
Krachtwerking
Veldlijnenspectra

  1. Het magnetisme van een permanente magneet en het magnetiseren en demagnetiseren van een ferromagnetische stof vanuit het model van de elementaire magneetjes toelichten.

Elementaire magneetjes

  1. Magnetische influentie omschrijven.

Magnetische influentie

  1. Het aardmagnetisme toelichten. (U)

    Aardmagnetisme (U)

DIDACTISCHE WENKEN

De studie van permanente magneten is er enkel als inleiding op elektromagneten.


Je geeft hier best aan waar er permanente magneten gebruikt worden in het dagelijks leven:bordmagneten, kastsluitingen, in fietsdynamo’s, in luidsprekers, ... M.b.v. het al of niet bevatten van elementaire magneetjes kan het verschil uitgelegd worden tussen ferromagnetische en non-ferromagnetische stoffen. Door het richten van de elementaire magneetjes volgens eenzelfde oriëntatie ontstaat aan de ene kant van een spijker, in de buurt van een magneet, een noordpool en aan de andere kant een zuidpool. Dit verschijnsel heet magnetische influentie. Daardoor wordt de spijker aangetrokken door de magneet.

      1. Magnetische werking van elektrische stroom

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

  1. Beschrijven dat elektrische stroom in een geleider steeds een magnetisch veld veroorzaakt.

De stroom als oorzaak magnetisch veld bij

  • een rechte geleider (proef van Oersted)

  • een winding

  • een solenoïde

  1. Het veldlijnenpatroon van een solenoïde schetsen en de analogie met een staafmagneet aangeven.

Veldlijnenpatroon van een solenoïde

  1. Het magnetisme in de materie d.m.v. kringstroompjes verklaren. (U)

Verklaring van permanente magneten (U)

  1. Enkele toepassingen van elektromagneten bespreken.

Toepassingen van elektromagneten


1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   17


De database wordt beschermd door het auteursrecht ©opleid.info 2017
stuur bericht

    Hoofdpagina